安装实例|晟诺仪器eLAS-700Ex激光氧气分析系统在双氧水装置上的应用

2023-08-21 09:25


      蒽醌法双氧水生产装置中主要反应单元是氢化反应单元和氧化反应单元,这两个单元是控制产品质量的主要单元,也是极容易发生爆炸的单元。氢化工艺与过氧化工艺的主要风险是氢气闪爆、过氧化氢分解爆炸、芳烃燃烧等,以及反应过程中反应失控的风险。有效的氧含量检测不仅可为双氧水生产提供质量和效率保证,还可以极大避免氢气闪爆、反应热失控等安全事故的发生。

通常的工艺监测点如下图:

 

1、氢气总管含氧量监测O2(0-2%)

氢化单元开车前应用氮气置换涉氢气的管道、设备系统,设备及管道中氧气浓度应小于2%(体积分数)。要求设置氢气氧含量检测仪,从氢气源头防控氧含量超标。

 

2、氢化尾气含氧量监测O2(0-2%)

防控工作液中的微量过氧化氢夹带到氢化塔分解发生爆炸的风险,尾气氧含量,浓度应小于2%(体积分数)。

 
3、氢化塔顶含氧量监测O2(0-2%)

塔顶出口氧含量过高存在闪爆风险,尾气氧含量,浓度应小于2%(体积分数)。

 

4、氧化尾气氧含量的监测O2(0-10%)

氧化塔或氢化塔顶部出口管线中气体的氧含量多少说明了氧化反应是否充分,氧含量高时,说明反应不充分,氧含量太高时会与工作液中的重芳烃形成混合爆炸物,引起装置爆炸。因此氧含量检测在生产过程中起着决定性的作用。

 

      目前的国内双氧水装置中氧化塔顶氧含量的检测方法大多采用磁压力式氧分析仪采用顺磁压力变化原理,这种分析仪背景气的黏度、热容、热导率对测量没有影响,反应速度快,结构简单、比较结实但需要参比气。由于用毛细管作为气阻元件,容易被固体颗粒堵死 ,要求气样中不能有太多的灰尘、固体粒子,并且气室中不能存在凝液,所以磁压力式氧分析仪必须设置气体预处理系统,以保证进入分析仪表的气体洁净、干燥、稳定。预处理过程对气体的原始组分多少会有些影响,预处理过程通常比较复杂,有除尘装置、除湿装置等,会影响测量的响应速度,同时带来一定的维护费用。

 

      激光分析仪基于TDLAS 技术原理,不受其它介质的干扰。不论原位还是取样测量,具有响应速度快,测量精度高、维护方便等特点。与磁压力式氧分析仪相比,激光气体分析仪在双氧水装置中氧含量的测量具有很大的优势。

武汉晟诺仪器科技有限公司eLAS-700Ex激光氧气分析系统(O2:0-5%)成功应用在某化工厂20万吨双氧水装置氢化尾气氧含量监测工艺点,实施监测氢化尾气氧含量,避免氧含量过高引起装置爆炸。

主要技术原理:

一、激光气体分析仪测量原理

激光气体分析仪基于半导体激光吸收光谱技术,TDLAS 技术利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体的浓度。由半导体激光器发射出特定波长的激光束(仅能被气体吸收),穿过被测气体时,激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系。因此,通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。
 

二、单线光谱技术

“单线光谱”测量技术利用激光的光谱比较窄、远小于被测气体的吸收谱线的特性,选择某一位于特定波长的吸收光谱线,使得在所选吸收谱线波长附近无测量环境中其它气体组分的吸收谱线,从而避免了这些背景气体组分对该被测气体的交叉吸收干涉。

三、 激光频率扫描技术

激光气体分析仪通过调制激光频率使之周期性地扫描过被测气体吸收谱线,激光频率的扫描范围被设置成大于被测气体吸收谱线的宽度,从而自动修正粉尘和视窗污染产生的光强度衰减对气体测量浓度的影响。

 

四、谱线展宽自动修正技术

在气体温度和压力发生变化时,被测气体谱线的展宽及高度会发生相应的变化,从而影响测量的准确性。通过输入(4~20)mA 方式的温度和压力信号,激光气体分析仪能自动修正温度和压力变化对气体浓度测量的影响,从而保证了测量数据的精确性。

 

系统特点:

根本上解决了采样预处理带来的诸如相应滞后、维护频繁、易堵易漏、易损件多和运行费用高等各种问题,并且具有如下特点:

◎ 检测灵敏度高,响应速度快。

◎ 一体化设计,结构紧凑,可靠性高。

◎ 曲线图设计,直观观察吸收波线性情况。

◎ 智能化程度高,操作、维护方便。

 

主要技术指标:

光通道长度:<15m

响应时间:< 1s

线性误差:≤ ±1%F.S.

量程漂移:≤ ±1%F.S./6 个月

重复性误差:≤ ±1%F.S.

维护周期:1次 /3-6月, 清洁光学视窗(无消耗品需要)

标定周期:1次 /3-6月

防护等级 IP66

防爆等级 Exd Ⅱ CT6 Gb

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